Municípios em São Paulo Municípios no Rio de Janeiro
CARGA TOTAL DE SEDIMENTOS
3.4.5 Resultados Obtidos
Quanto aos resultados encontrados, as estações sedimentométricas foram divididas em dois grupos:
• Grupo 1: postos onde foi possível o ajuste de uma curva-chave de transporte de sedimentos em suspensão
Nesses postos foi definida a descarga sólida em suspensão, representativa da vazão média de longo termo (MLT). Nesse grupo estão inseridos os seguintes postos: Santa Branca Jusante; Fazenda Igaçaba; Pindamonhangaba; Queluz; Volta Redonda; Barra do Piraí; Três Rios; Moura Brasil; Juiz de Fora; Santa Fé; Anta;
Itaocara; Cataguases; Santo Antonio de Pádua; São Fidélis; Cardoso Moreira; e Campos.
No caso do posto de Barra do Piraí a descarga sólida em suspensão é a média das descargas sólidas em suspensão dos períodos seco e úmido, ou seja, 645.023 t/ano.
• Grupo 2: postos onde não foi possível o ajuste de uma curva-chave de transporte de sedimentos em suspensão:
Neste caso, à semelhança do grupo 1, a descarga sólida em suspensão foi calculada a partir da equação (1), considerando-se a média das concentrações medidas (CMH) e a vazão média de longo termo (MLT). Nesse grupo estão inseridos os postos Paraibuna e Jussara.
A Tabela 3.4.4, a seguir, apresenta os valores médios anuais da descarga sólida em suspensão para cada uma das estações estudadas.
Tabela 3.4.4 - Descargas Sólidas em Suspensão Médias Anuais
Estação Grupo Equação CMH (mg/l) MLT
(m3/s) Qss Anual (t/ano)
Paraibuna 2 7,13 67,43 15.168
Santa Branca Jusante 1 Qss = 0,0776.Q1,5417 76,79 22.842 Fazenda Igaçaba 1 Qss = 5,9637.Q0,8202 120,98 111.186 Pindamonhangaba 1 Qss = 0,0365.Q1,8906 153,08 180.050 Queluz 1 Qss = 0,0111.Q2,2739 216,04 824.353 Volta Redonda 1 Qss = 0,0000013.Q3,532 277,00 205.426
Barra do Piraí 1 168,15 645.023
Três Rios 1 Qss = 0,0263.Q2,116 178,35 557.112 Moura Brasil 1 Qss = 0,4655.Q1,8118 36,86 117.107 Juiz de Fora 1 Qss = 1,1788.Q1,6557 21,58 69.581 Santa Fé 1 Qss = 0,0042.Q2,4256 186,36 492.617 Anta 1 Qss = 0,0014.Q2,4539 452,46 1.678.607 Itaocara 1 Qss = 0,0019.Q2,2966 496,42 1.077.293 Cataguases 1 Qss = 0,0406.Q2,0924 105,07 251.513 Sto. Antonio de Pádua 1 Qss = 0,1116.Q1,6245 127,17 106.790 São Fidélis 1 Qss = 0,2301.Q1,2701 627,12 300.002
Jussara 2 38,65 16,85 20.538
Cardoso Moreira 1 Qss = 0,9667.Q1,3748 88,14 166.651 Campos 1 Qss = 0,0067.Q2,1088 813,98 3.359.489
Para o reservatório de Funil, além dos dados da estação de Queluz, trabalhou-se também com os valores de concentração de sedimentos em suspensão medidos por Furnas. As campanhas foram realizadas desde o trecho fluvial a montante do reservatório, denominado ponto de coleta P1, percorrendo ao longo do reservatório até o ponto de coleta P20, situado a cerca de 500 m do eixo do barramento, conforme se observa na Figura 3.4.3.
Adotou-se o ponto P20 como representativo da concentração defluente da UHE Funil e efetuou-se a comparação com o ponto P1 para a determinação da percentagem de concentração retida no reservatório. Cumpre ressaltar que essas coletas foram superficiais, porém, é o de que se dispõe, no momento, para uma primeira estimativa da capacidade de retenção de sedimentos em suspensão. Os resultados são apresentados na Tabela 3.4.5.
Tabela 3.4.5 - Dados de Concentração Afluente e Defluente Medidos e Percentagem Retida no Reservatório de Funil
Concentrações(mg/l) DATA
P1 P20 % Retida
27/03/93 74,4 6,4 91,4
28/04/93 44,0 3,2 92,7
14/05/93 32,3 3,8 88,2
17/07/93 30,7 6,5 78,7
Média 45,4 5,0 88,0
Como a relação encontrada entre afluente e defluente está baseada em concentrações, para o cálculo da descarga sólida em suspensão, em t/ano, defluente de Funil, adotou-se a equação (1) com as seguintes premissas:
C Q
Qss =0,0864. . (1)
onde:
Qss descarga sólida em suspensão em Queluz, igual a 824.353 t/ano Q vazão média de longo termo em Queluz, igual a 216,04 m3/s
C concentração média de sedimentos em suspensão, em mg/l, em Queluz
Efetuando as devidas substituições, chega-se a uma concentração média anual em Queluz de 121 mg/l. O valor da concentração média anual defluente de Funil, adotando a eficiência de retenção do reservatório de 88%, será de 14,52 mg/l.
No cálculo da vazão média defluente de Funil foi adotada a série fornecida pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) para o período 1993-1999, cujo resultado foi de 225,7 m3/s. Retornando a equação (1) e efetuando as devidas substituições, a descarga sólida em suspensão defluente de Funil resulta em 103.341 t/ano.
No cálculo da descarga sólida em suspensão da área intermediária entre duas estações consecutivas, procurou-se percorrer a área ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul de montante para jusante, conforme metodologia descrita, calculando o balanço sedimentológico simplificado através da seguinte expressão:
Qssi+1−Qssi =∆Qss (3)
onde:
Qssi descarga sólida em suspensão, em t/ano, na estação de montante Qssi+1 descarga sólida em suspensão, em t/ano, na estação de jusante
∆Qss variação da descarga sólida em suspensão, em t/ano, quando:
• ∆Qss > 0 significa uma produção de sedimentos em suspensão atribuída à área intermediária às duas estações.
• ∆Qss < 0 significa depósito ou retenção de sedimentos em suspensão entre as duas estações, em reservatório ou ao longo do leito do rio, sendo que nesse último não é possível indicar sua localização, que provavelmente ocorre onde as condições hidráulicas do estirão favoreçam essa situação. Nessa área intermediária não se estimou a produção de sedimentos.
Figura 3.4.3 - Planta do Reservatório de Funil com a Localização dos Pontos de Coleta P1 e P20
A partir das estimativas das variações da descarga sólida em suspensão, ∆Qss, foram calculadas as produções mínimas específicas (PEMS) em t/ano.km2. Esse valor representa a razão entre ∆Qss e a área de drenagem intermediária às duas estações.
Ressalta-se que isto não se aplica às situações de depósitos/retenções pelos motivos expostos anteriormente.
A fim de permitir a identificação de zonas sedimentologicamente homogêneas, os resultados foram agrupados em faixas de produções específicas definidas na Tabela 3.4.6, a seguir:
Itatiaia
Queluz
Resende
São José do Barreiro
Tabela 3.4.6 - Classes de Produção Específica de Sedimentos em Suspensão Faixa
(t/ano.km2) Classe até 10
10 até 50 50 até 100 100 até 200 200 até 400 400 até 600
> 600
1 2 3 4 5 6 7
A Tabela 3.4.7 apresenta o balanço sedimentológico e o agrupamento das produções específicas nas classes definidas na Tabela 3.4.6, e a Figura 3.4.4 mostra o zoneamento sedimentológico alcançado para a bacia do rio Paraíba do Sul, bem como os extratores de areia da região fluminense, cadastrados na Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (FEEMA).
Tabela 3.4.7 - Balanço Sedimentológico Simplificado e Classificação das Produções Específicas Mínimas por Estação Sedimentométrica e pela UHE Funil
Posto Rio Ad
(km2)
Qss
(t/ano) ∆ Qss (t/ano)
PEMS
(t/ano.km2) Condição Classe
Paraibuna Paraibuna 1.570 15.168 9,7 1
Santa Branca Jus. Paraíba do Sul 5.031 22.842 7.674 2,2 1 Fazenda Igaçaba Paraíba do Sul 7.756 111.186 96.018 15,5 2 Pindamonhangaba Paraíba do Sul 9.546 180.050 68.864 38,5 2 Queluz Paraíba do Sul 12.810 824.353 644.303 197,4 4 UHE Funil – Jusante Paraíba do Sul 13.410 103.341 -721.012 Depósito Volta Redonda Paraíba do Sul 15.900 205.426 102.085 41,0 2 Barra do Piraí Paraíba do Sul 17.803 645.023 439.597 588,8 6 Três Rios Paraíba do Sul 19.700 557.112 -87.911 Depósito
Moura Brasil Piabanha 2.049 117.107 57,2 3
Juiz de Fora Jus. Paraibuna 981 69.581 70,9 3 Santa Fé Paraibuna 8.542 492.617 423.036 55,9 3 Anta Paraíba do Sul 30.579 1.678.607 511.771 1.777,0 7 Itaocara Paraíba do Sul 33.550 1.077.293 -601.314 -202,4 Depósito
Cataguases Pomba 5.858 251.513 42,9 2
S.Antonio Pádua Pomba 8.245 106.790 -144.723 Depósito São Fidélis Paraíba do Sul 46.731 300.002 -884.081 Depósito
Jussara Glória 743 20.539 27,6 2
Cardoso Moreira Muriaé 7.270 166.656 146.117 22,4 2 Campos Paraíba do Sul 55.500 3.359.489 2.892.831 1.929,8 7
O posto de Barra do Piraí localiza-se a jusante da UEL Santa Cecília, que transfere para o Sistema Lajes/Guandu - transposição de bacia - uma vazão de 140 m3/s em média.
Adotando-se como desprezível a contribuição incremental entre a UEL Santa Cecília e o posto, a concentração média dos sedimentos em suspensão em Barra do Piraí, de 154,2 mg/l, pode ser considerada como representativa das águas bombeadas.
Assim, estima-se que, em média, esteja sendo transferida uma descarga sólida em suspensão da ordem de 680.799 t/ano.
Se fosse considerada a inexistência do bombeamento, esse resultado deveria ser acrescido ao calculado no posto Barra do Piraí, 645.023 t/ano, totalizando, dessa forma, uma descarga sólida anual de 1.325.822 t/ano. O valor subtraído da descarga sólida anual de Volta Redonda, 205.426 t/ano, e dividido pela área incremental entre Volta Redonda e Barra do Piraí, totalizaria uma produção específica de 588,8 t/ano.km2. Tal hipótese, mais desfavorável para o estirão em questão, resulta num valor conservativo adotado como representativo.